Eine Einführung in die mechanische Lagerung

Was ist ein mechanisches Lager?

Ein mechanisches Lager ist ein wichtiges mechanisches Element, das dazu dient, die Reibung zwischen beweglichen Komponenten zu verringern und die relative Bewegung einzuschränken, um den Betrieb zu glätten. Es gibt eine Vielzahl von mechanischen Lagern, deren Konstruktion für freie lineare Bewegung auf den Wellen, für Rotationsvorgänge um feste Achsen oder zur Regulierung der Vektoren von Arbeitskräften/Lasten, die auf die Komponenten wirken, geeignet sein kann, um bestimmte zu verhindern Bewegungen.

Das Ziel fast aller mechanischen Lager ist es, die Reibung im Betrieb zu minimieren, um die gewünschte Bewegung zu erzeugen. Die einfachste Form mechanischer Lager sind Lagerflächen, die mit dem bewegten Teil zu einem Teil geformt und bearbeitet werden. Sie variieren in Größe, Rauheit, Kontrollfähigkeit und der Position der Oberfläche.

Andere mechanische Lager, die leicht im flexiblen Einsatz zu finden sind, sind die separaten Vorrichtungen, die in die Bearbeitungsmaschinen wie Fräsmaschinen oder Maschinenkomponenten eingebaut werden. Die anspruchsvollsten mechanischen Lager, die für die kritischsten Hochpräzisionsanwendungen verwendet werden, werden mit dem höchsten Stand der aktuellen Technologie hergestellt.

Wofür wird ein mechanisches Lager verwendet?

Eine große Vielfalt an Konstruktionen von mechanischen Lagern ermöglicht den Aufstieg verschiedener industrieller Bearbeitungsanwendungen, um eine hohe Leistung bei maximaler Effizienz, zuverlässigem Betrieb und Langlebigkeit der Ausrüstung zu erreichen. Mechanische Lager können bei radialer Drehung wie Achsendrehung, kugelförmiger Drehung wie einem Kugelgelenk, linearen Bewegungen wie einer Schublade und Scharnierbewegungen wie einer Tür helfen.

Drehlager konzentrieren sich auf die Aufnahme rotierender Lasten und können rotierende Wellen und Achsen in verschiedenen mechanischen Systemen halten. Außerdem können sie radiale oder axiale Lasten von der Quelle zur Struktur tragen und transportieren. Bei den meisten Arten von mechanischen Lagern ist die Schmierung von entscheidender Bedeutung, um der Struktur der Lager zu helfen, die Reibung im System zu reduzieren. Die gebräuchlichste Art von mechanischen Lagern, die Gleitlager, erfordert Schmiermittel wie Öl oder Fett, da die Lager Kontaktflächen verwenden, um mit der rotierenden Welle oder den gleitenden Wellen zu gleiten.

Verschiedene Arten von mechanischen Lagern

Die mechanischen Lager können in 6 weit verbreitete Typen eingeteilt werden, sind aber nicht auf diese beschränkt, einschließlich Gleitlager, Wälzlager, Flüssigkeitslager, Magnetlager, Biegelager.

● Gleitlager:

Ohne Wälzkörper bestehen Gleitlager nur aus Lagerflächen, die sich in einer Bohrung drehen. Es gibt einige Arten von Gleitlagern, die eine spezifische Konstruktion und Verwendung haben, einschließlich Buchsenlager, Gleitlager, Gleitlager, Gewehrlager und Verbundlager. Die Funktion des Gleitlagers wird später im nächsten Abschnitt besprochen.

● Wälzlager:

Wie der Name schon sagt, werden zur Verringerung der Gleitreibung Wälzkörper wie Kugeln und Rollen mit kreisförmigem Querschnitt zwischen den drehenden und feststehenden Lagerringen angeordnet. Kugellager und Rollenlager sind zwei weit verbreitete Bauarten. Erstere verwenden sphärische Kugeln als Wälzkörper, während letztere Zylinder-, Kegel-, Kugel- oder Nadelrollen verwenden. Auf Wälzlager wird später noch genauer eingegangen.

● Juwelenlager:

Juwelenlager sind Gleitlager, bei denen eine der Oberflächen aus glasartigem Material wie Saphir besteht, um den Verschleiß und die Reibung der Wellen zu verringern. Diese Art von mechanischen Lagern rollt die Achse leicht außermittig, um die Lasten zu tragen. Sie werden häufig in mechanischen Armbanduhren oder Uhren verwendet, da die Fähigkeit, vorhersehbare Reibung zu reduzieren, die Genauigkeit der Uhr gewährleisten kann.

● Flüssigkeitslager:

Diese Art von mechanischen Lagern ist ein berührungsloses Lager, da sie eine dünne Gas- oder Flüssigkeitsschicht verwenden, um die Lasten zu tragen. Zum Beispiel das Luftlager. Fluidlager erzeugen durch Rotation aus den Flüssigkeiten einen Schmierkeil. Sie können in Anwendungen mit hoher Präzision, höherer Belastung und hoher Drehzahl eingesetzt werden, bei denen Kugellager nicht verwendet werden können.

● Magnetlager:

Die Last wird durch das Magnetfeld mit einem Magnetlager getragen. Das Magnetlager ist sehr reibungsarm und kann ohne Schmiermittel oder im Vakuum arbeiten. Diese Art der mechanischen Lagerung wird zunehmend bei Motoren und Generatoren eingesetzt.

● Biegelager:

Die Bewegung wird vom Biegeelement getragen, wo sich ein Teil mit zwei anderen verbindet, was wie ein Scharnier ist. Biegelager werden mit den richtigen Materialien und dem richtigen Design hergestellt und sind sehr langlebig. Ein weiterer Vorteil dieser mechanischen Lagerung ist die ideale Ermüdungsfestigkeit. Einige andere mechanische Lager, die auf Wälzkörpern beruhen, können ermüden, wenn die Kugeln oder Rollen flach aneinander anliegen.

Merkmale und Vorteile von Gleitlagern

Buchsenlager sind unter verschiedenen Gleitlagern die am weitesten verbreitete Art in der industriellen Bearbeitung. Gleitlager werden üblicherweise auf rotierenden oder gleitenden Wellen verwendet. Ohne Wälzkörper sind Gleitlager die einfachste und kostengünstigste Art mechanischer Lager.

Auch das Gleitlager hat ein geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Belastbarkeit. Die Vorteile machen sie in einer Vielzahl von Motor- und Turbomaschinenanwendungen wie Dampfturbinen oder Kompressoren immer beliebter. Gleitlager sind auch für Wellen mit niedrigeren Drehzahlen geeignet. Zum Beispiel Propellerwellen von Schiffen oder viele gängige lineare, intermittierende Bewegungen, da sie kostengünstig und effektiv sind. Die meisten Gleitlager müssen mit Schmiermitteln versehen werden, um die Reibung zu verringern, und einige Gleitlager werden mit eingebetteten Schmiermitteln hergestellt, wie die in der Lebensmittelindustrie verwendeten Kunststoffausführungen.

Wälzlager

Wälzlager lassen sich grundsätzlich in Radiallager, Schräglager und auch Axiallager unterteilen. Während relativ leichte Lasten getragen werden, sind Kugellager eine ideale Wahl, während relativ schwere Lasten oder für den Fall, dass sich die Lasten in Kurven ändern könnten, Sie einen konischen Typ verwenden sollten.

Kugellager werden normalerweise aus Edelstahl oder Chromstahl hergestellt, die Kugeln verwenden, um die beiden Ringe zu trennen und zwischen ihnen zu arbeiten. Kugellager haben im Allgemeinen eine geringere Tragfähigkeit als Rollenlager, da Kugeln eine kleinere Kontaktfläche mit den Laufringen haben.

Ihre größte Stärke ist es, die Fehlausrichtung der inneren und äußeren Laufringe zu tolerieren. Wälzlager hingegen haben eine höhere Belastbarkeit, insbesondere bei radialen Belastungsanwendungen. Für axiale Belastungen sind sie jedoch weniger geeignet. Typischerweise tragen weniger als die Hälfte der verschiedenen Wälzkörper in dieser Art von mechanischen Lagern den beträchtlichen Lastanteil, und die äußere Last wird während des Betriebs ständig zwischen den Rollen beigetragen.